负载TiO2/Fe^3＋的玻璃纤维反应器光催化苯酚

以玻璃纤维为载体,将TiO2负载到其表面形成了空间玻璃纤维反应器,引入Fe3＋作为掺杂改性离子,形成了负载TiO2/Fe^3＋的空间玻璃纤维光催化反应器,并以高压汞灯为光源进行了光催化降解水中苯酚的实验研究,考察了影响苯酚光催化降解的因素,确定了在UV365-250 W光源照射下,pH为3-5,O2通入量1.0 L/（min.L）,反应器内上升流速为0.7 m/min等实验条件下,初始浓度为30 mg/L的苯酚废水经120 min光催化反应后,降解率可达到85%,矿化率可达80%。     

FeAlO_x/MMT催化Fenton反应降解高浓度苯酚废水

以蒙脱土为载体制备负载型Fe/Al复合氧化物（FeAlOx/MMT）用于催化Fenton反应降解高浓度苯酚废水。实验结果表明,活性相FeAlOx中Fe/Al摩尔比为0.22时制备所得催化剂对Fenton反应具有最佳活性,且Fe/Al复合氧化物并未嵌入蒙脱土层间。在低温和高pH条件下催化体系存在诱导期,诱导期内FeAlOx/MMT缓释出Fe离子并进而由Fe离子催化溶液中的Fenton反应。通过对非均相催化降解苯酚废水的动力学研究发现,H2O2初始浓度、溶液的pH和反应温度对COD降解效率具有显著影响。调节降解过程中的温度序列和氧化剂引入程序能够缓解高温和高双氧水浓度双重因素耦合导致的HO.自消耗。在优化的降解条件下使用理论用量的H2O2可使得1 g/L的苯酚废水中苯酚降解率达到100%,而COD的降解率则达到97%。     

Heterogeneous activation of persulfate by CuMgAl layered double oxide for catalytic degradation of sulfameter

In this study, a series of CuMgAl layered double oxides (CuMgAl-LDOs) were obtained via calcination of CuMgAl layered double hy-droxides (CuMgAl-LDHs) synthesised via a co-precipitation method. The results show that CuMgAl-LDO can be prepared using an optimal Cu:Mg:Al molar ratio of 3:3:2, NaOH:Na2CO3 molar ratio of 2:1, and calcination temperature of 600 °C. CuMgAl-LDO is a char-acteristic of mesoporous material with a lamellar structure and large specific surface area. The removal efficiency of sulfameter (SMD) based on CuMgAl-LDO/persulfate (PS) can reach>98％over a wide range of initial SMD concentrations (5–20 mg L-1). The best removal efficiency of 99.49％was achieved within 120 min using 10 mg L-1 SMD, 0.3 g L-1 CuMgAl-LDO, and 0.7 mmol L-1 PS. Kinetic analysis showed that the degradation of SMD was in accordance with a quasi-first-order kinetic model. The stability of the CuMgAl-LDO catalyst was verified by the high SMD removal efficiency (> 97％ within 120 min) observed after five recycling tests and low copper ion leaching concentration (0.89 mg L-1), which is below drinking water quality standard of 1.3 mg L-1 permittable in the U.S. Radical scavenging experiments suggest that SO·4- is the primary active species participating in the CuMgAl-LDO/PS system. Moreover, our mechanistic investigations based on the radical scavenging tests and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) results indicate that Cu(II)–Cu(III)–Cu(II) circulation is responsible for activating PS in the degradation of SMD and the degradation pathway for SMD was deduced. Accordingly, the results presented in this work demonstrate that CuMgAl-LDO may be an efficient and stable catalyst for the activation of PS during the degradation of organic pollutants. ? 2020, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences. Publishing services by Elsevier B.V. on behalf of KeAi Communi-cations Co., Ltd. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).     

铁基双金属强化降解地下水中四氯化碳

采用沉积置换法制备了微米级的Ni-Fe、Cu-Fe、Ag-Fe双金属颗粒，应用扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）分析了其表面特征，考察了负载金属类型、金属负载量对铁基双金属降解四氯化碳（CCl₄）的影响.结果表明：Ni、Cu、Ag等催化金属非均匀地负载在铁基体上，双金属颗粒表面发生了氧化.CCl₄的降解速率对催化金属的负载量比较敏感，双金属体系Ni、Cu、Ag的适宜负载量分别为1.0wt%、0.8wt%和0.4wt%.CCl₄在双金属体系中的降解途径为零价铁颗粒表面的直接还原及催化金属表面的催化加氢还原，以催化加氢还原为主.Ni-Fe、Cu-Fe、Ag-Fe对CCl₄的还原降解速率大小顺序与其电偶电池电动势的大小顺序一致，即Ag-Fe对CCl₄的降解速率最快，Cu-Fe次之，Ni-Fe最慢.     

The formation of dithionate during the iron(III)-catalysed autoxidation of sulfur(IV)-oxides

The iron(III)-catalyzed autoxidation of sulfur(IV)-oxides results in the formation of two different oxidation products of sulfur(IV): dithionate, S₂O₆²⁻, and sulfate, SO₄²⁻. The yield of these reaction products depends on the experimental conditions. Under the studied conditions ([Fe(III)] : [SIV)] = 1:10, pH = 2–4) dithionate is the minor reaction product. The formation of dithionate is influenced by the initial pH but not by the initial O₂ concentration. The presence of CO²⁺, Mn²⁺, and Ni²⁺ have no influence on the yield of dithionate, whereas in the presence of Cr³⁺ less and, in the presence of Cu²⁺, no dithionate is formed.     

CuBr2分解缓释-膜催化对零价汞的氧化性能研究

以置于多孔陶瓷膜中的CuBr2受热分解所释放的Br2为氧化剂,利用膜催化装置对Hg0氧化效率进行研究,并设计反应-就地检测一体化装置,避免下游气体管壁效应对实验结果带来的影响.结果表明,MnO x/α-Al2O3催化膜对CuBr2分解所产生Br2的释放有较好的"缓释"作用.Hg0和Br2在催化膜表面的吸附和反应可用Langmuir-Hinshelwood机制描述.Hg0氧化效率随Br2浓度增大而升高,但在达到一定浓度后,Hg0和Br2的吸附速率及两者在催化膜表面的反应速率成为限速因素.473~573 K时Hg0氧化效率变化较稳定.烟气中SO2对Hg0氧化有一定抑制作用,NO无明显影响.     

Fe-MCM-41催化臭氧氧化间甲酚废水

首次应用Fe-MCM-41催化臭氧氧化间甲酚废水.研究了铁的掺杂质量分数、催化剂质量浓度和底物质量浓度对间甲酚转化率和TOC去除率的影响,并采用XRD、H2-TPR、穆斯堡尔谱、BET对催化剂的结构性质进行表征.结果表明,铁的掺杂质量分数对Fe-MCM-41在催化臭氧氧化间甲酚中的活性具有较大影响,最佳掺杂质量分数为4.4%.随着铁掺杂质量分数的提高,介孔分子筛的结晶度减弱,介孔结构晶面间距减小,比表面积、孔容、平均孔径整体上呈下降趋势,Fe在介孔分子筛表面仅以γ-Fe2O3形式存在,且催化剂具有良好的铁磁性和稳定性.臭氧在反应中既有直接氧化作用也有间接氧化作用,且二者比近似为1∶1.在模型废水原始p H值条件下,使用Fe掺杂质量分数为4.4%的催化剂,当间甲酚初始质量浓度为500mg·L-1,催化剂质量浓度为0.1 g·L-1时,30 min内间甲酚转化率为100%,TOC去除率为26.8%.     

N原子杂化石墨烯高效活化过一硫酸盐降解RBk5染料废水

过硫酸盐高级氧化技术使用过程中,活化剂的大量流失与其环境二次危害是影响该技术应用的主要限制因素.针对这一问题本研究采用改进的Hummers法结合水热法制备环境友好型的N原子掺杂石墨烯作为催化剂,活化过一硫酸盐(PMS)产生硫酸根自由基(SO4-·)和羟基自由基(·OH)降解活性黑5(RBk5)染料.利用傅立叶红外光谱,X-射线光电子能谱,拉曼光谱和透射电子显微镜对N原子掺杂石墨烯进行表征.对催化剂催化性能进行研究,考察了初始p H、催化剂投加量和PMS投加量等因素对降解过程的影响.结果表明,N元素掺杂能够有效提升石墨烯材料的PMS催化活性,且活性受N掺杂比例影响较大;废水的初始p H对降解效率无明显影响.催化剂投加量为1. 5 g·L-1,PMS投加量为0. 3 g·L-1的条件下,反应25min后RBk5染料废水的降解率可达到99%以上,反应过程符合一级反应动力学.自由基猝灭实验显示,N掺杂石墨烯/PMS体系降解RBk5为表面反应,SO4-·和·OH为降解RBk5的主要自由基.循环实验证明催化剂稳定性能良好.     

基于缺陷重构的类芬顿光催化剂在降解染料废水中的应用

近年来,通过缺陷调控提高催化剂催化性能引起了广泛关注,而缺陷重构过程对光催化-类芬顿耦合反应的影响仍鲜有研究.本文将含铁多酸分子强耦合到富含氧空位缺陷的二氧化钛(TiO_2)光催化剂(P25)表面,考察了缺陷形成和二次重构过程对光催化-类芬顿协同催化降解有机染料活性的影响.结果表明,单氰胺复合后二次煅烧有利于H2气氛处理生成的氧空位进行空间分布重构,重构后的缺陷更为有利于TiO_2表面的光生电荷向含铁多酸分子界面转移.借助TiO_2光催化剂光生电荷分离能力的提升和类芬顿试剂活性位点的增强,缺陷重构的类芬顿光催化剂在降解亚甲基蓝染料的反应中催化活性提高了13倍.